Prognoser för trädvolym och värde på utbyte vid användning av laserskanningsdata

I arbetet för att stödja en effektiv planering av skördeoperationer och optimering av råvaruflödet till industrin är det nödvändigt med noggranna prognoser för produktvolymer. För att möta detta krav har Skogforsk tillsammans med svenska skogsföretag utvecklat en omfattande databasinfrastruktur som innehåller sammanställda produktionsfiler från skördare. Systemet gör det möjligt att skatta trädlistor för trakter som planeras att avverkas genom att hämta information från skördardata. Baserat på de tillskrivna trädlistorna kan virkesvärdet på sådana trakter uppskattas antingen med hjälp av apteringssimuleringar, eller enklare, med hjälp av stamprismodeller.

I denna studie testades möjligheten att förbättra den befintliga metoden för utbytesprognoser med hjälp av information om träddiametern. Detaljerad information samlades in med ett mobilt, ryggsäcksmonterat laserskanningssystem (MLS) Systemet integrerar ett tröghetsnavigerings-system, NovAtel SPAN-IGM-S1, och en Velodyne VLP-16 laserskanner för att samla in 3D-punktmolnsdata som ger information om träddiameter och positioner för enskilda träd. Försöksytorna bestod av 5 blandbarrskogsområden på ca 0,16 till 0,32 ha belägna i nordöstra Sverige.

Studiens syfte

Arbetshypotesen för studien var att informationen som tillhandahölls av MLS-systemet kan användas för att tillskriva trädlistor som bättre matchar utfallet från avverkning, med avseende på diameterfördelningar och därmed förbättra noggrannheten i skattningar av trädvolym och virkesvärde.

Huvudsyftet med studien var alltså att testa arbetshypotesen under flera scenarier, där skattningar av virkesvärdet gjordes med hjälp av olika kombinationer av indata i modellen.

Resultaten tyder på att:

• Matchningen mellan diameterfördelning i skattningar och utfall förbättras avsevärt om man tillför MLS-data som indata i skattningarna
• Osäkerheten i skattning av virkesvärde minskade väsentligt
• Genom att använda dataförstärkning (data augmentation) förbättrades resultaten ytterligare, och minskade avvikelserna mellan skattningar och utfall

Slutsatser:

• Den begränsade utvärderingsmaterialet, fem ytor, gör att det inte går att generalisera resultaten från studien. Men det finns fortfarande bevis för att diameterinformation som hämtats från MLS-mätningar kan ha en positiv effekt på utbytesskattningar, förutsatt att trädslagsfördelningen är känd.
• Förstärkningsmetoden som utvecklats för denna studie har potential att öka skattningsnoggrannheten, speciellt för virkesvärdet, förutsatt att detaljerad rumslig information finns tillgänglig i planeringen före avverkning. MLS är kompatibelt med detta tillvägagångssätt, om det kan insamlas på ett systematiskt sätt.
• Kostnaderna för MLS-undersökningen har inte inkluderats i studien, men vid operativ användning av metoden bör inventeringskostnaderna övervägas för att välja den mest kostnadseffektiva metoden.
• Resultaten öppnar för framtida forskningsriktningar med fokus på:
  • Användning av stamkvalitetsvariabler från MLS-data (exempelvis rakhet, gren- och kviststorlek) för skattningar av produktvolymer och utbytesvärde.
  • Inkludering av andra typer av hjälpmedel, såsom luftburna laserskanningsdata och / eller satellitbilder. Till exempel mått som beskriver den spatiala fördelningen av skogsvegetationen. Medan satellitbilder kan skatta trädslagsfördelningen som krävs för skattningar av virkesvärde och produktutfall.